城市道路中轉彎情況下的拐點補傳觸發(fā)條件

劉秀芳

（徑衛(wèi)視覺科技(深圳)有限公司，廣東 深圳518101）

1 引言

隨著經(jīng)濟的發(fā)展，汽車的保有量也呈現(xiàn)井噴之勢[1]。在出行的車輛中應安裝行車記錄儀，設置行車記錄儀以一定的時間周期通過網(wǎng)絡上報當時的GPS 衛(wèi)星數(shù)據(jù)信息，并通過云端存儲起來。在需要的情況下，可以將數(shù)據(jù)取出來，然后進行軌跡回放，并對數(shù)據(jù)進行其他研究。所以，對軌跡信息的要求是需要貼合實際的行駛軌跡。在低速行駛情況下，同一個路程能夠記錄更多的位置信息。而在復雜路況的高速形勢下則需要進行特殊的位置補傳，如彎道和直路交錯的位置。這樣能夠避免車輛行駛軌跡圖被拉成直線，不貼合實際行駛軌跡。根據(jù)JT/T 808—2019《道路運輸車輛衛(wèi)星定位系統(tǒng)終端通訊協(xié)議及數(shù)據(jù)格式》的拐點補傳要求，拐點補傳的條件是，角度變化率為15°/s，且持續(xù)3s 以上。然而城市道路轉彎不可以超過30km/h[2]，因此，速度過低，會導致變化率難以達到15°/s。所以，在城市道路中的拐點補傳條件需要重新研究。

2 城市道路中進行拐點補傳的觸發(fā)條件

根據(jù)《道路限速規(guī)定及超速處罰標準》中，當機動車行駛中遇到轉彎時，最高行駛速度不得超過30km/h。因此，在城市道路中遇到彎道時，行駛速度不能超過30km/h。以此為界限，對速度進行限制，研究不超過30km/h 的轉彎情況下的拐點補傳。

根據(jù)CJJ 37—2012《城市道路工程設計規(guī)范》中，道路平面線形由直線，平曲線組成，平曲線由圓曲線，緩和曲線組成[3]。以下將從平曲線的道路數(shù)據(jù)入手，研究拐點補傳的觸發(fā)條件。

由CJJ 37—2012《城市道路工程設計規(guī)范》查平曲線與圓曲線的最小長度，如表1 所示。

表1 平曲線與圓曲線最小長度

已知城市道路彎道速度有限制，是不超過30km/h。因此，平曲線的最小長度的一般指為80m。當不進行拐點補傳時，將以t=10s 為周期定時上報位置信息。因此根據(jù)公式S=vt，分別取v=30km/h、20km/h、10km/h，可以得出表2 中數(shù)據(jù)。

表2 不同速度下經(jīng)過同一平曲線的數(shù)據(jù)

直接繪畫成比較直觀的車輛軌跡圖既可以看出，當速度越高，同一個平曲線的道路軌跡信息中，越容易被拉成直線，不能正確反映車輛在行駛過程中的實際軌跡。在圖1 中，灰色點為位置點，灰色線段為根據(jù)位置點生成的車輛軌跡線路圖，黑色為實際的道路軌跡。

圖1 未經(jīng)過拐點補傳的車輛軌跡與實際道路

從圖1 可以直觀看出，在這種平曲線的道路情況中，需要補多一個拐點，就能夠避免被拉成直線的軌跡圖。所以在速度超過20km/h 時，需要進行拐點補傳。

根據(jù)CJJ 37—2012《城市道路工程設計規(guī)范》，關于圓曲線的最小半徑規(guī)定，一般情況下應采用不予或等于不設超高最小半徑值，當?shù)匦螚l件受限制時，可采用設超高最小半徑的一般值。因此，在設計速度為30km/h 時，圓曲線的最小長度為25m，設超高最小半徑的一般值為85m，根據(jù)公式可以算出圓曲線的夾角為16.8°。

由表1 可知，通過一個最小的圓曲線最快的時間是3s。在這個圓曲線上，研究者希望補上一個位置信息來避免被拉直線的可能。所以，需要每3s 來檢測車輛行駛過程中，車輛位置角度變化的規(guī)律來確定是否觸發(fā)拐點補傳。取20km/h 下的最小角度變化率，可以直接算出累計每3s 車輛位置角度變化超過11.1°，則需要進行拐點補傳。

表3 不同速度下經(jīng)過同一圓曲線的數(shù)據(jù)

根據(jù)以上的結論，在圖1 的基礎上，更新了拐點補傳的車輛軌跡圖（見圖2）。黑色點為拐點補傳的新增位置上報點。

從圖2 可以明顯看出來，經(jīng)過補傳后的車輛行駛軌跡比未經(jīng)過補傳后的車輛行駛軌跡更加貼合實際的行駛軌跡，效果甚好。不同速度下所產(chǎn)生的拐點在道路拐彎處，改善了整體車輛行駛軌跡圖，給下一步的研究提供了更貼合實際車輛行駛軌跡的可靠數(shù)據(jù)。

圖2 經(jīng)過拐點補傳的車輛軌跡與實際道路

3 程序流程圖

拐點補傳程序流程圖如圖3 所示程序進入初始化后，將一直存儲有效的GPS 衛(wèi)星數(shù)據(jù)點，同時開啟一個定時任務。當滿足周期時間（如t=10s）則向云端發(fā)送車輛的位置信息。此外，當發(fā)現(xiàn)滿足拐點的條件后，應該立刻向云端發(fā)送車輛的位置信息，以達到拐點補傳的效果。

圖3 拐點補傳程序流程圖

4 結語

綜上所述，城市道路上道路情況復雜，道路上的彎道與直路交錯，而行駛在城市道路上的車輛，由于速度有限，不可能達到持續(xù)15°/s 的高速拐點補傳要求，因此，重新研究在城市道路行駛的車輛產(chǎn)生拐點的條件非常必要。在追溯車輛行駛過程中的車輛行駛軌跡回放，為了盡量避免軌跡點被拉成直線，則需要在車輛速度超過20km/h 后，同時遇到彎道的道路行駛情況，進行拐點補傳的工作。而這個角度變化的閾值，應該為每3s 檢測到車輛的方向角發(fā)生了超過11.1°，此時滿足觸發(fā)拐點補傳的條件。拐點補傳大大彌補了定時上報車輛位置信息的缺點。